Analyse des interactions génotype x environnement x conduite culturale de peuplement bi-spécifique de cultures associées de blé dur et de légumineuses à graines, à des fins de choix variétal et d’optimisation de leurs itinéraires techniques

Analysis of genotype-environment -crop management interactions of durum wheat-grain legume intercrops for optimizing cultivar choice and cropping system design

• Auteur / Autrice : Bochra Kammoun
• Direction : Etienne-Pascal Journet, Laurent Bedoussac
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Agrosystèmes, Écosystèmes et Environnement
• Date : Soutenance le 18/12/2014
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences écologiques, vétérinaires, agronomiques et bioingénieries (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : AGroécologie, Innovations, TeRritoires (Castanet-Tolosan, Haute-Garonne ; 2003-....)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Hinsinger
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Etienne-Pascal Journet, Laurent Bedoussac, Philippe Hinsinger, Joëlle Fustec
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Philippe Hinsinger, Bernard Nicolardot, Bernadette Julier

Mots clés

Mots clés libres

Association

Variété

Compétition

Complémentarité

Interspécifique

Intra-Spécifique

Trait

Phénotype

Dynamique

Performance

Intercropping

Cultivar

Interaction

Interspecific

Intraspecific

Trait

Performance

Dynamic.

Résumé

Accroître la biodiversité dans les agroécosystèmes est une stratégie écologique qui permettrait de rendre les productions plus durables. Une des pistes prometteuses est la culture en association de deux espèces sur une même parcelle et pendant une durée significative de leur cycle de développement. Ces cultures associées et notamment les mélanges céréalelégumineuse présentent de nombreux avantages, en particulier dans les systèmes à faible disponibilité en azote, en termes de production, de qualité et de bénéfices environnementaux. Ces performances sont étroitement liées à l’expression des complémentarités de niche et la réduction des effets de compétition entre les composantes de l’association. Les interactions interspécifiques dépendent fortement des caractéristiques phénotypiques (physiologie, morphologie, phénologie) des espèces et variétés associées. L’objectif de notre travail était d’étudier l’effet de la variabilité génotypique de espèces sur les performances des cultures associées de blé dur-légumineuse à graine et d’analyser le comportement des cultivars vis-à-vis des interactions inter et intra-spécifiques. Pour cela, nous avons mis en place deux expérimentations de 2011 à 2013 afin de tester plusieurs combinaisons de variétés présentant des traits phénotypiques différents. Chaque variété a été semée en culture pure en densité normale et en demi-densité (afin d’étudier les interactions intra-spécifiques) et en association de type substitutive (les deux espèces sont semées en demi densité et en mélange sur le rang) afin d’étudier les interactions interspécifiques. Nos résultats ont confirmé que le comportement d’un génotype est variable entre culture pure et association et que la performance d’une espèce en association dépendrait de sa performance en culture pure mais aussi de sa compétitivité. Ce pouvoir compétitif est sensible aux traits phénotypiques de chaque espèce et à la variation des conditions pédoclimatiques. Une analyse de la dynamique des interactions interspécifiques montre qu’à partir de la période de floraison des légumineuses, les compétitions deviendraient plus intenses et pourraient influencer les rendements en grains. In fine, ce travail nous a permis d’identifier des traits marqueurs de la performance des légumineuses en association qui serviront à concevoir des idéotypes adaptés aux couverts plurispécifiques afin d’optimiser les services rendus par ces systèmes cultivés.

Increasing biodiversity in agroecosystems may contribute to a sustainable productions. Intercropping, the growth of two or more species in the same space at the same time, is considered as a practical application of ecological principles based on biodiversity. Grain legume-cereal intercropping reveals many potential advantages in productivity, stability of outputs and ecological sustainability particularly in low N-input systems. These advantages occur when intercrop components have a complementary ecological niches and competitive interaction are reduced. Interspecific interactions are greatly influenced by phenotypic traits (physiological, morphological and phenological) among cultivars and species. The aim of our study is to study the effect of genotypic variability of species on the performance of durum wheat-grain legume intercrops and to analyze the response of cultivars toward inter and intraspecific interactions. An experimental trial was carried out during two years (2011 to 2013) to test different cultivar combinations. Each cultivar and specie was cultivated as sole crop, half density sole crop and intercrop in a replacement design to evaluate inter- and intra-specific interactions. Our results confirmed that genotype behavior is different between sole crop and intercropping. The intercrop performance is dependent on its performance on sole crop and on its competitiveness. Phenotypic traits and pedoclimatic conditions influence the competitive ability of intercrops. Besides, a dynamic analysis of interspecific interactions shows that from the legumes flowering period, competitions would be the most intense and would impact the grain yield. Finally, this study has allowed to identify some indicators of the performance of grain legumes on intercropping that would help to concept ideotypes adapted to multispecies systems in order to optimize their advantages.